弯沉检测之贝克曼梁法 PPT课件

,路基路面工程试验检测,交通土木工程系王国建,2,练习,1环刀法测定压实度时，环刀取样位置应位于压实层的()。A.上部B.中部C.底部D.任意位置解析：由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，若环刀取在碾压层的上部，则得到的数值往往偏大，若环刀取的是碾压层的底部，则所得的数值将明显偏小。,3,2、工程质量评定按（）顺序逐级进行。A.分项工程、分部工程、单位工程B.分部工程、分项工程、单位工程C.单位工程、分部工程、分项工程D.单位工程、分项工程、分部工程3、反映数据离散程度的统计特征量有（）。A.中位数B.极差C.标准偏差D.变异系数4、灌砂法测定过程中，下列（）操作会使测定结果偏小。A.测定层表面不平整而操作时未先放置基板测定粗糙表面的耗砂量B.标定砂锥质量时未先流出一部分与试坑体积相当的砂而直接用全部的砂来形成砂锥C.开凿试坑时飞出的石子未捡回D.所挖试坑的深度只达到测定层的一半,4,5根据“评定标准”规定，某一级公路土基压实度标准为95%，当某测点的压实度为92.5%时，评定结果为()。A.优良B.合格C.不合格并扣分D.不合格并返工解析：在路基压实度测定中，路段压实度平均值下置信极限不得小于规定标准，单个测定值不得小于极值（规定值减去5个百分点），小于规定值2个百分点的测定，按数量占总检查点数的百分率计算减分。,5,7、某路段压实度检测结果为：平均值K=96.3%，标准偏差S=2.2%，则压实度代表值Kr=（%）。（注：Za=1.645，=0.518）A.92.7B.99.9C.95.2D.97.4,6、用n表示检测次数，S表示标准偏差、x表示平均值，则变异系数Cv为（）。,解析：代表性压实度K为算术平均值的下置信界限，即：,6,公路路基压实度评定要点,(1)控制平均压实度的置信下限：保证总体水平；（2）规定单点极值不得超出给定值：防止局部隐患；（3）规定扣分界限以区分质量优劣。,7,路基、路面压实度评定路基、路面压实度以1-3km长的路段为检验评定单元，按规定的频率进行抽检。检验评定段的压实度代表值K，按下式计算tt分布表中随测点数和保证率而变的系数；,8,分数评定：路基、基层和底基层：KK0，且单点压实度Ki全部大于等于规定值减2个百分点时，评定路段的压实度可得规定满分；当KK0，且单点压实度全部大于等于规定极值时，对于测定值低于规定值减2个百分点的测点，按其占总检查点数的百分率计算扣分值。KK0=95，压实度最小值为93.5%95-2%=93%，所以：合格率为：得100100=100分，所以该路段压实质量合格,11,9、某二级公路路基压实施工中，用灌砂法测定压实度，测得灌砂筒内量砂质量为5820g，填满标定罐所需砂的质量为3885g，测定砂锥的质量为615g，标定罐的体积3035cm3，灌砂后称灌砂筒内剩余砂质量为1314g，试坑挖出湿土重为5867g，烘干土重为5036g，室内击实试验得最大干密度为1.68g/cm3，试求该测点压实度和含水量。,12,土体湿密度：土体含水量：土体干密度：压实度：,解：砂的密度：填满试坑砂的质量：mb=m1-m4-m2=5820-1314-15=3891（g）,13,路基（路面）强度指标检测,路基路面弯沉检测路基路面回弹模量检测承载比检测.,14,路基路面弯沉检测,概述贝克曼梁法自动弯沉仪法落锤式弯沉仪法弯沉值评定,15,国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承载能力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反之则越大。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。在路表测试的回弹弯优值可以反映路基、路面的综合承载能力。回弹弯沉值在我国已广泛使用且有很多的经验及研究成果，它不仅用于路面结构的设计中(设计回弹弯沉)，用于施工控制及施工验收中(竣工验收弯沉值)，同时还用在旧路补强设计中，是公路工程的一个基本参数，所以正确的测试具有重要的意义。,概述,16,1弯沉值的几个概念弯沉：弯沉是指最不利季节时，在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形值(回弹弯沉)，以0.01mm为单位。路面弯沉是汽车车轮荷载作用下路面表面产生的垂直变形值。它是反映路面整体抗压强度的一个综合指标。目前我国沥青路面设计方法采用的设计指标之一是路表回弹弯沉，并规定双轮组轮隙中心处路面表而最大回弹弯沉lt应不大于容许回弹弯沉值ld，即ltld。,17,路面在车轮作用下产生沉降，其总变形值等于总弯沉值。当车轮荷载卸除后，路面便向上回弹，其回弹变形值便是回弹弯沉值lt。总弯沉lz与回弹弯沉之差便是残余弯沉le。一般总弯沉比回弹弯沉大，表明路面除了产生弹性变形外还产生塑性变形。若总弯沉等于回弹弯沉，表明路面是完全弹性体。若总弯沉小于回弹弯沉，表明路面产生隆起的塑性变形。路面弯沉示意图见下图。,18,设计弯沉值：根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值。竣工验收弯沉值：竣工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指标之一。当路面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时，则验收弯沉值应小于或等于设计弯沉值；当厚度计算以层底拉应力为控制指标时，应根据拉应力计算所得的结构厚度，重新计算路面弯沉值，该弯沉值即为竣工验收弯沉值。,19,弯沉测量的目的：一是利用弯沉仪量测路面表面在标准荷载作用下的轮隙回弹弯沉值，作为评定路面强度的指标；二是通过对路面结构分层测定所得的回弹弯沉值，根据弹性体系垂直位移理论解，反算路面各结构层的材料回弹模量值。,20,2弯沉值的测试方法贝克曼梁法自动弯沉仪法落锤式弯沉仪法；,贝克曼梁,落锤式弯沉仪,21,自动弯沉仪,22,弯沉值的测试方法用弯沉指标来表示路面强度的做法早在20世纪30年代便开始了。美国在20世纪50年代研制了贝克曼弯沉梁。我国也仿照贝克曼弯沉粱研制了现在的弯沉仪。目前弯沉值的测试方法较多，但用得最多的仍是贝克曼粱法，在我国已有成熟的经验。为了提高量测精度和解决弯沉量测时支座位移的问题，前苏联、瑞士、法国研制了光学弯沉仪，它的特点是把测点与读数装置分开，消除了支座位移的影响。为了提高测试速度，各国都对快速连续或动态测定进行了研究，现在用得比较普遍的有法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪，日本、丹麦等国家发明并几经改进形成的落锤式弯沉仪(FWD)，美国的振动弯沉仪等。,23,弯沉值的测试方法我国引进的几种弯沉测试方法各自特点的简单比较,24,1目的和适用范围1)本方法适用于测定各类路基路面的回弹弯沉，用以评定其整体承载能力，可供路面结构设计使用。2)沥青路面的弯沉检测以沥青面层平均温度20时为准，当路面平均温度在(202)以内可不修正，在其他温度测试时，对沥青层厚度大于5cm的沥青路面，弯沉值应予温度修正。,贝克曼梁法,25,2仪具与材料（1）测试车BZZ-100标准车，双轴、后轴标准轴荷载100KN轮胎充气压力0.70MPa单轮传压面当量圆直径21.30cm轮隙宽度应满足能自由插入弯沉仪测头,26,（2）路面弯沉仪由贝克曼梁、百分表及表架组成；,27,贝克曼粱由合金铝制成，上有水准泡，总长3.6m或5.4m，杠杆比(前臂与后臂长度之比)一般为2：l，要求刚度好，质量小，精度高，灵敏度高和使用方便。弯沉值采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测量。当在半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面上测定时，应采用长度为5.4m的贝克曼梁弯沉仪；对柔性基层或混合式结构沥青路面可采用长度为3.6m的贝克曼梁弯沉仪测定。,28,（3）接触式路面温度计（4）其他：皮尺、口哨、白油漆或粉笔等。3试验方法与步骤（1）试验前准备工作检查汽车后轴轴重测定轮胎接地面积检查百分表灵敏情况测定气温及地表温度等。,29,（1）试验前准备工作检查并保持测定用标准车的车况及制动性能良好，轮胎胎压符合规定充气压力。向汽车车槽中装载(铁块或集料)，并用地中衡称量汽车后轴总质量及单侧轮荷载，均应符合要求的轴重规定，汽车行驶及测定过程中轴重不得变化。测定轮胎接地面积：在平整光滑的硬质路面上用千斤顶将汽车后轴项起，在轮胎下方铺一张新的复写纸，轻轻落下千斤顶，使车轮缓缓下放，即在方格纸上印上轮胎印痕，然后再顶起后轮，取出厘米纸，注明左、右轮，用笔均匀划出轮胎印迹周界，用求积仪或数方格的方法测算轮胎接地面积F，准确至0.1cm2。,30,（1）试验前准备工作检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。当在沥青路面上测定时，用路表温度计测定试验时气温及路表温度(一天中气温不断变化，应随时测定)，并通过气象台了解前5d的平均气温(日最高气温与最低气温的平均值)。记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等情况。,31,（2）测试步骤测点布置。测点应在路面行车车道的轮迹带上，并用白油漆或粉笔画上标记。将试验车后轮轮隙对准测点后约3-5cm处的位置。将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，与汽车方向一致，粱臂不得碰到轮胎，弯沉仪测头置于测点上(轮隙中心前方35cm处)，并安装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零。用手指轻轻叩打弯沉仅，检查百舟表是否稳定回零。弯沉仪可以是单侧测定，也可以双侧同时测定。,32,测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时，迅速读取初读数dl。汽车仍在继续前进，表针反向回转，待汽车驶出弯沉影响半径(3m以上)后，吹口哨或挥动红旗指挥停车。待表针回转稳定后读取终读数d2。每个测点的回弹弯沉值：Li=（dld2）2汽车前进的速度宜为5kmh左右。,33,贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉,34,标准车后轮轮隙,35,弯沉测试,36,弯沉仪的支点变形修正当采用长度为3.6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面等进行弯沉测定时，有可能引起弯沉仪支座处变形，因此测定时应检验支点有无变形此时应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用的弯沉仪的后方，其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。当汽车开出时，同时测定两台弯沉仪的弯沉读数，如检验用弯沉仪百分表有读数，即应该记录并进行支点变形修正。当在同一结构层上测定时，可在不同的位置测定5次，求平均值，以后每次测定时以此作为修正值,37,38,此时路面测点的回弹弯沉值可以按下式计算。LT=(Ll-L2)2+(L3-L4)6式中：L1车轮中心临近弯沉仪测头时测定用弯沉仪的最大读数(0.0lmm)；L2汽车驶出弯沉影响半径后测定用弯沉仪的最终读数(0.01mm)；L3车轮中心临近弯沉仪测头时检测用弯沉仪的最大读数(0.01mm)L4汽车驶出弯沉影响半径后检测用弯沉仪的终读数(0.01mm).当采用长度为5.4m的弯沉仪测定时，可不进行支点变形修复。,39,4结果计算整理路段内实测路表弯沉代表值可按下式计算。L检=LrKlK2式中：L检路段内实测路表弯沉代表值(0.01mm)；Lr评定路段的代表弯沉值(OO1mm)；Kl温度修正系数；K2季节影响系数；L检Ld路基或路面的弯沉符合要求，Ld为设计弯沉沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过(202)范围时，回弹弯沉值应进行温度修正。另外，还应考虑季节影响系数和湿度影响系数。,40,5、温度修正系数查图法（1）测定层沥青的平均温度按下式计算;T=（T25+Tm+Te）/3T25:根据T0查图得出的路表下25mm处的温度，Tm:根据T0查图得出的沥青层中间深度的温度，Te:根据T0查图得出沥青层底面处的温度，T0：测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和，日平均气温为日最高气温与最低